聚甲基丙烯酸甲酯单分子膜的原子力学显微镜研究

报道了利用原子力显微镜（ＡＦＭ）技术对聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）单分子膜进行分子结构水平的观察研究．由ＡＰＭ图像中得到的ＰＭＭＡ单体所占面积与用π－Ａ曲线中换算出液面上ＰＭＭＡＬａｕｇｍｕｉｒ膜中单体的面积符合得很好．从ＡＦＭ图像中可见ＰＭＭＡＬＢ膜中ＰＭＭＡ的线型碳链是与档板（ｂａｒｒｉｅｒ）平行的紧密排列，与ＬＢ提膜方向相垂直．并由此对ＰＭＭＡＬＢ膜的形成过程进行分析．此外，还观察到了在Ｓｉ基底上ＰＭＭＡ直链的卷绕伸直排列形态，初步分析了其形成原因．     

TiO2纳米膜表面结构形态特征

采用反胶束法制备TiO2纳米溶胶,用浸渍提拉法在不同的条件下制备了三种TiO2多孔纳米薄膜,并利用AFM、SEM、XRD等方法对膜表面结构物理化学特性进行表征.结果表明三种膜基本上由粒径约为59 nm的纳米粒子以不同的方式堆积而成,溶胶刚生成时浸提一次,干燥、焙烧得到膜上纳米粒子分布均匀,所生成的二次粒子粒径最小,二次粒子形成的二次表面粗糙度最小,浸提10次得到膜上纳米粒子间存在较丰富缝隙结构,二次粒子粒径及其形成的表面粗糙度较大,而溶胶制备好陈化6 h后浸提得到的膜上二次粒子粒径最大,表面粗糙度最高.由分形理论估算得到三种膜的分形维数分别是2.22、2.20和2.27. XRD测试表明,膜上TiO2为锐钛矿晶相.这些结果表明,采用不同制备步骤得到的膜,其表面结构形态存在较大的差异.     

失效原子力显微镜硅针尖再生

原子力显微镜的传统商品硅针尖在使用过程中极易因磨损而失效，本文研究了一种在实验室条件下简易可行的回收利用失效硅针尖的方法。在原子力显微镜的敲击模式下使用曲率半径大于100 nm的失效硅针尖对生长单壁碳纳米管的样品表面进行扫描，把样品表面的单壁碳纳米管管束粘接到硅针尖上，可制得直径在5～20 nm的碳纳米管针尖。实验对碳纳米管针尖和新的商品硅针尖进行了成像对比，所制备的碳纳米管针尖不仅在成像分辨率而且在成像稳定性上都优于新的商品硅针尖。     

聚(ε-己内酯)薄膜结晶形貌及分子取向研究

用匀胶机通过溶液铸膜方法在硅片和铝箔基板上分别制备具有不同厚度的聚(ε-己内酯)(PCL)薄膜. 通过原子力显微镜(AFM)和偏光衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)对薄膜中PCL的结晶形貌、 片晶生长方式及分子链取向进行了研究. AFM结果表明, 在200 nm或更厚的薄膜中, PCL主要以侧立(edge-on)片晶的方式生长; 对于厚度小于200 nm的薄膜, PCL片晶更倾向于以平躺(flat-on)的方式生长. 这种片晶生长方式的改变在硅片和铝箔基板上都表现出同样的倾向. 此外, 在15 nm或更薄的薄膜中, PCL结晶由通常的球晶结构变为树枝状晶体. 偏光ATR-FTIR结果表明, 当膜厚小于200 nm时, 薄膜结晶中PCL分子链沿垂直于基板表面方向取向, 并且膜越薄, 取向程度越高, 与AFM的观测结果一致.     

二氧化钛纤维表面担载Pt纳米结构的原子力显微镜研究

通过原子力显微镜研究了二氧化钛纤维表面担载Pt的表面形貌及其结构.结果表明,TiO2纤维表面担载的Pt具有微米尺度的近似六边形或者近似长方形的结构,与在单晶TiO2(110)表面的Pt纳米簇形貌相似,但尺度较大.TiO2纤维担载的Pt表面明显存在不同高度的台阶结构,台阶高度以2~4倍Pt(111)晶面面间距的高度为主.由Pt在TiO2纤维表面的形貌与纤维的纳米晶粒排布有序性推测可知,Pt与TiO2纤维存在强的相互作用,可能正是这种强相互作用和表面台阶结构才使TiO2表面担载的Pt虽是微米尺寸但仍具有高光催化活性.     

DNA分子在气液界面的组装相变特性及其LB膜结构研究

对十八胺与DNA在气液界面上组装及其相变过程进行了研究，利用AFM观察了不 同压力下转移的DNA复合LB膜结构。发现在低表面压时，DNA复合单分子膜表现为技 术发散的分形结构；随着压力的升高，DNA复合膜逐渐由紧密的网状排布结构变为 团聚的块状和团簇结构。表明通过调节膜压，可使膜内DNA分子的构象发生大的变 化，从而生成具有特定形态的二维纳米图案。这种具有特殊形态和结构的DNA LB膜 可望为合成新型生物纳米结构有序功能体系提供模板。     

过渡金属表面有机官能团硅烷膜的研究——镍电极表面γ-氨丙基三甲氧基硅烷膜的结构

在镍电极表面制备了γ-氨丙基三甲摒在硅烷膜并对其形成和结构进行了研究 。镍电极表面有机官能团硅烷膜的X射线光电子能谱（XPS）结果表明氮、硅等元素 在电极表面的存在，并且氨基在膜中有若干种存在方式，包括自由氨基和质子化的 氨基。通过对表面增强拉曼散射光谱（SERS）谱图的分析，发现与电极表面作用的 吸附基团硅醇羟基和氨基发生了竞争吸附，它们及其邻近基团的拉曼谱几随着电位 的负称除了相对强度发生变化以外，还发生了一定的位移，这缘于吸咐基团吸附的 量和吸附取向随电极电位发生了变化并形成的更为复杂的界面结构；氨基不同存在 方式之间也会随之发生转变，这一结果与X射线光电子能谱分析的结果相符合。原 子力显微镜（AFM）结果表明镍电极表面的有机官能团硅烷膜呈现为一种较规则的 多孔结构。     

科学家初步探明蜘蛛丝物理性能

近日,美国弗吉尼亚州威廉与玛丽学院的科学家Hannes C·Schniepp带领团队研究了由一种名为褐皮花蛛的蜘蛛所产生的蜘蛛丝,初步探明了蜘蛛丝物理特性产生的原因,相关研究日前发表于《先进材料》。蜘蛛丝具有许多超常的机械性能,例如高强度、高韧性等。但因其难以获取,为了研究这些性能     

Solution Crystallization Behavior of Linear and Star-shaped Poly(ethylene glycol)-b-Poly(ε-caprolactone) Block Copolymers简

Lamellar crystals of diblock, triblock and four-arm poly（ethylene glycol）-b-poly（ε-caprolactone） （PEG-b-PCL） crystalline-crystalline copolymers were successfully obtained from their solution. Morphology and structure of lamellar crystals of crystalline-crystalline copotymers were investigated using tapping-mode atomic force microscopy （AFM） and selected area electron diffraction （SAED）. All of these samples showed the truncated-lozenge multilayer basal shapes with central screw dislocation or central stack, which were all obtained simultaneously from the oil bath. The diffraction pattern of PEG block lamellar crystal is attributed to the （120） diffracting planes and the pattern of PCL block lamellar crystal is attributed to the （1 I0） diffracting planes and （200） diffracting planes according to the SAED results. Four （110） crystal growth planes and two （200） crystal growth planes are discovered for the PCL blocks, but the （120） crystal growth planes of PEG blocks are hided in the figure of AFM. The crystalline structure of the four-arm copolymers （FA） is more disorder and confused than that of the diblock （DI） copolymer and the striated fold surface structures of lamellar crystals of four-arm copolymers （FA） are smoother than these of linear analogues, owing to the confused crystallization of blocks caused by the mutual restriction of blocks and the hindrance of the dendritic cores. In addition, the aspect ratio of FA is greater than that of the others. It is hypothesized that there are two reasons for the change of aspect ratios. First, the （200） diffracting planes of PCL crystals grew slowly compared to their （110） diffracting planes because of difference in the energy barrier. Secondly, edge dislocations on the （200） diffracting planes are also responsible for the variation of the aspect ratio. Consequently, the crystalline defects are augmented by the competing blocks crystallized simultaneously and the hindrance of the dendritic cores.